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出版者:

作者:Hoenig, Steven

出品人:

页数:197

译者:

出版时间:2001-1

价格:$ 79.09

装帧:

isbn号码:9780306465468

丛书系列:

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• 化学
• 基础
• 入门
• 化学基础
• 普通化学
• 化学教学
• 学习
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• 教育

《元素之舞：现代化学的奥秘与应用》 一部深入浅出、全面覆盖现代化学核心概念与前沿进展的综合性著作。 本书旨在为渴望全面理解化学这门中心科学的读者提供一座坚实的桥梁。它不仅仅是对基础知识的简单罗列，更是一场带领读者探索物质世界深层规律的知识探险。从最微观的原子结构到宏观的化学反应，再到与我们日常生活息息相关的应用领域，《元素之舞》力求构建一个清晰、连贯且引人入胜的学习体验。 第一部分：物质的基石——结构与键合的交响乐 本部分奠定了理解化学现象的基础，着重于物质最基本的构成单元及其相互作用方式。 第一章：原子与电子的宇宙 本章首先回顾了原子模型的演变历程，从道尔顿的原子论到卢瑟福的核模型，直至量子力学对电子轨道的精确描述。我们将深入探讨薛定谔方程的波函数概念，以及由此衍生的四大量子数。重点剖析了电子排布的规律，包括洪特规则、泡利不相容原理和阿夫巴乌原则，这些规则如何决定了元素周期表的结构。通过丰富的实例，读者将清晰理解同位素的特性及其在环境科学和核技术中的实际意义。 第二章：元素周期表的深层含义 元素周期表是化学的地图。本章超越了简单的元素排列，深入挖掘了周期性规律背后的物理化学原理。我们将系统分析主族、过渡金属和内过渡金属的电子构型特征，并详细阐述原子半径、电离能、电子亲和能和电负性这些关键的周期性趋势。理解这些趋势，是预测元素反应活性的关键所在。此外，本章还将探讨超重元素的合成及其在探索稳定岛方面的最新研究进展。 第三章：化学键的构建艺术 化学键是连接原子形成复杂分子的力量。本章分为三大核心内容：离子键、共价键和金属键。 离子键： 探讨电荷转移的机制，晶格能的计算及其对化合物物理性质（如熔点和溶解度）的影响。 共价键： 这是本章的重点。我们引入路易斯结构、价层电子对互斥理论（VSEPR）来预测分子几何构型。随后，进入更深层次的价键理论（VB）和分子轨道理论（MO）。MO理论的讲解将结合线形组合原子轨道（LCAO）方法，系统分析双原子和简单多原子分子的键级、轨道杂化（sp, sp2, sp3及d轨道参与的杂化）以及π键的形成，为理解芳香性和共轭体系打下坚实基础。 金属键： 阐述电子海模型及其对金属导电性、延展性和光泽的解释，并简要介绍能带理论在半导体材料中的应用基础。 第二部分：反应的动力学与平衡——变化的法则 理解物质如何转化，是化学的核心目标之一。本部分关注驱动化学变化的能量因素和反应的最终状态。 第四章：化学计量学与溶液化学 本章是定量化学的基石。从摩尔概念、原子质量单位的精确定义入手，详细讲解如何进行复杂的化学计量计算，包括限制反应物和产率的确定。接着，我们将转向溶液化学，详细阐述浓度表示法（摩尔浓度、质量百分比、摩尔分数），并深入分析溶液中的离子行为，为酸碱和氧化还原反应做铺垫。 第五章：热力学：能量的度量衡 本章将化学反应置于能量转换的宏大背景下。我们介绍热力学基本定律，特别是热力学第一定律（能量守恒）。重点讲解焓变 ($Delta H$) 的测量方法（如量热法）和盖斯定律的应用。随后，引入熵 ($Delta S$) 和吉布斯自由能 ($Delta G$) 的概念，这是判断反应自发性的终极判据。读者将学会如何利用标准生成焓、生成熵计算 $Delta G$，并理解温度对反应平衡的驱动作用。 第六章：化学平衡：动态的对峙 化学平衡并非停止，而是动态的。本章首先定义了可逆反应和化学平衡常数 ($K$)，并阐释了 $K$ 与 $Delta G^circ$ 之间的定量关系。平衡分析的核心是勒夏特列原理，我们将通过压力、浓度和温度的微小变化，展示系统如何自我调节以恢复平衡。此外，本章还将应用平衡原理解决涉及弱酸、弱碱的溶解平衡问题，为下一部分做准备。 第七章：反应速率论：时间的力量 本章关注反应发生的速度。我们从速率定律的建立入手，讲解反应级数和速率常数的意义。随后，深入探讨速率决定步骤和反应机理的概念。最重要的突破是阿伦尼乌斯方程，它揭示了活化能 ($E_a$) 在温度依赖性反应中的关键作用。通过势能面图的分析，读者将直观理解过渡态理论和催化剂如何通过降低活化能来加速反应。 第三部分：核心反应体系的深入剖析 掌握了基础理论后，本部分将焦点集中于化学中最重要、应用最广的两大类反应：酸碱平衡与氧化还原反应。 第八章：酸碱平衡的微妙世界 酸碱理论的演进贯穿本章，从阿伦尼乌斯到布朗斯特德-洛瑞，再到路易斯酸碱理论。我们将详细解析强酸强碱的完全电离，并重点攻克弱酸弱碱的平衡计算，包括 $K_a$, $K_b$ 的使用、共同离子效应以及缓冲溶液的原理和计算（亨德森-哈塞尔巴尔赫方程）。滴定曲线的分析是本章的实践高潮，包括等当点和半等当点的pH预测，以及如何选择合适的指示剂。 第九章：氧化还原反应与电化学 氧化还原反应是涉及电子转移的过程。本章首先建立严格的氧化数确定规则，并教授如何配平复杂的酸性或碱性介质中的氧化还原反应。核心内容聚焦于电化学：原电池（电解池）的构建、标准电极电势 ($E^circ$) 的意义及其与吉布斯自由能的关系。法拉第电解定律的应用，以及对日常电池技术（如锂离子电池）工作原理的解析，将理论与现代科技紧密结合。 第四部分：面向未来的化学——从无机到有机材料 本部分将视角从基础反应扩展到更复杂的物质形态及其在材料科学中的应用。 第十章：无机化学的广阔疆域 本章探索了元素在周期表不同区域的独特化学性质。重点讨论配位化学，包括配位数的概念、路易斯酸碱理论在金属离子中的延伸、晶体场理论（CFT）对过渡金属配合物颜色、磁性和稳定性的解释。此外，还将简要介绍固体化学中的晶体结构类型（如离子晶体和共价网络固体），为理解材料的宏观性能提供微观基础。 第十一章：有机化学导论：碳骨架的魔力 有机化学是研究含碳化合物的科学。本章作为入门，系统梳理了基础的官能团分类（如烷烃、烯烃、炔烃、醇、醚、胺等）及其命名规则。我们将引入有机反应的基本类型，如亲电取代、亲核加成和消除反应，并解释不同官能团对分子反应性的影响。通过对简单有机分子的结构和立体化学（如对映异构体和非对映异构体）的介绍，为后续深入学习打下坚实的结构认知基础。 --- 本书特色： 概念驱动的叙事结构： 知识点按照逻辑顺序层层递进，确保读者在学习新概念前已完全掌握了前置知识。 丰富且精选的例题： 每章配备大量的“思考题”和“应用实例”，旨在巩固计算技能并促进批判性思维。 强调原理的跨学科联系： 明确指出化学如何与物理学（量子力学）、生物学（酶催化）和材料科学（能带理论）相互交织。 《元素之舞：现代化学的奥秘与应用》将不仅仅是一本教科书，更是一份指引读者洞察万物本质的工具书，适合所有希望系统、深入地掌握化学核心知识的理工科学生、研究人员以及对自然科学充满热情的爱好者。

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我承认，我最初被这本书吸引，很大程度上是因为它的名字给人一种“安全感”，以为能够轻松掌握化学的基础知识。然而，事实证明，这种“基础”是建立在扎实的概念和严谨的逻辑之上，绝非敷衍了事。我尤其惊叹于作者在讲解化学反应机理时所展现出的清晰思路。他能够将复杂的电子转移和分子重排过程，用一种非常直观的方式呈现出来，仿佛我置身于微观世界，亲眼目睹着化学键的形成与断裂。书中关于有机化学部分的内容，更是让我受益匪浅。以前我对有机化学总觉得头大，各种碳链、官能团让我眼花缭乱，但这本书的讲解方式，如同抽丝剥茧，层层深入，让我逐步理解了有机分子的结构与性质之间的内在联系。最让我印象深刻的是，作者并没有回避那些可能让初学者感到困惑的细节，而是选择将其进行细致的梳理和解释，确保读者能够真正理解每一个步骤的原理。这种负责任的态度，是很多同类书籍所缺乏的。

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这本书带给我的，与其说是知识的灌输，不如说是一种思维方式的启迪。它教会我如何用化学的视角去观察和分析世界。在阅读过程中，我不仅仅是在记忆公式和反应式，更是在学习如何构建模型、如何推理、如何从宏观现象推断微观机制。书中的案例分析尤其出色，作者选取了许多贴近生活的例子，比如食物的变质、药物的作用机制，甚至是我们呼吸的空气，都巧妙地与化学原理相结合。这让我深刻体会到化学无处不在，以及它对我们生活产生的深远影响。我常常会因为一个看似平常的化学现象，在书中找到详尽的解释，这种“啊，原来如此！”的顿悟时刻，是阅读这本书最大的乐趣所在。它让我不再仅仅满足于表面的认知，而是渴望探究事物的本质。这种深入的探究精神，我相信是任何学科学习都不可或缺的。

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我必须说，这本书的深度和广度都超出了我最初的设想。虽然名为“基础训练”，但它提供的知识框架相当完整，而且在讲解每一个知识点时，都非常注重其在整个化学体系中的位置和与其他概念的联系。我尤其欣赏作者在处理一些“疑难杂症”时所表现出的耐心和细致。比如，在讲解热力学时，他并没有简单地抛出几个定律，而是通过一系列递进的实验和思想实验，引导读者逐步建立起对能量、熵等概念的直观理解。这种“由浅入深，由易到难”的教学方法，极大地降低了学习门槛，同时也保证了知识的牢固掌握。在我看来，这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的导师，它总是能够在最恰当的时候，给出最恰当的解释，让我在迷茫时找到方向，在困惑时茅塞顿开。

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我一直认为，学习化学需要一种“整体观”，而这本书恰恰提供了这种视角。它不是孤立地讲解某个概念，而是将各个分支巧妙地串联起来，形成一个有机整体。比如，在讲解了原子结构之后，作者会立刻将其与化学键的形成联系起来，然后自然过渡到分子的性质和反应。这种“知识的连贯性”让我能够更清晰地看到化学学科的内在逻辑，而不是零散的碎片。书中关于量子化学的介绍，虽然篇幅不长，但却点明了化学反应的微观根源，让我对许多宏观现象有了更深刻的认识。此外，该书在处理一些具有挑战性的概念时，展现出了极高的驾驭能力，它能够将复杂的问题分解成易于理解的小部分，然后层层推进，最终达到掌握的目的。读完这本书，我感觉自己对化学的理解上升到了一个新的高度，不再是停留在表面，而是能够触及到其更深层次的奥秘。

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这本书给我一种如沐春风的感觉。虽然书名听起来像是入门级的，但它所呈现的内容却远超我的预期。作者在化学这门看似枯燥的学科中，巧妙地融入了许多引人入胜的例子和生动形象的比喻，让原本抽象的概念变得触手可及。我特别喜欢其中关于原子结构的章节，作者没有简单地罗列模型，而是循序渐进地讲述了科学家们是如何一步步探索和修正我们对原子世界的认识，那种追寻真理的过程本身就极具吸引力。阅读过程中，我常常能感受到作者深厚的学养和对化学的热爱，这种热情如同火炬一般，点燃了我探索化学世界的兴趣。每一页都充满了惊喜，让我对日常生活中看似平凡的现象有了全新的理解。比如，书中对燃烧的解释，不再是简单的“物质与氧气反应”，而是深入到能量转化、化学键断裂与生成等更本质的层面，让我恍然大悟。此外，该书的排版也十分用心，图文并茂，清晰明了，阅读体验极佳，不会让人感到压迫感，反而有一种想要一口气读完的冲动。

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